CNC 机床精度和重复性：它们是什么？

数控机床的精度是指它们在负载下准确跟踪指定路径并到达命令端点的能力，这一概念称为动态精度。相反，可重复性衡量机器在再现命令运动方面的一致性，即使是在操作过程中的多个循环中也是如此。必须认识到，这些精度和可重复性的定义可能会偏离机器制造商提供的静态测量结果。通常在机器不活动时评估静态精度和可重复性，作为比较的基线。

 

数控机床的动态精度和重复性本质上是可变的，受到施加在机器部件上的应力的影响。压力的增加对保持精度提出了挑战，影响了准确性和可重复性。由于涉及众多变量，机器制造商无法切实提供有保证的动态精度和可重复性规格。

 

尽管如此，机器制造商应该具备评估其机器是否满足特定应用的准确性和可重复性要求的能力。在采购新机床之前，谨慎的做法是向制造商寻求其满足您的操作需求的能力的保证。这种主动的方法可提高透明度并确保机器的功能与您的要求保持一致。

 

影响数控机床精度的因素

 

数控机床安装后，某些影响精度的因素超出了用户的控制范围。其中包括：

 

1. 机器构造：机器的结构必须足够坚固，能够处理要求严格的加工操作，且支撑部件不会过度偏转。

 

2. 反馈系统：线性标尺对于监控每个轴的移动部件的位置至关重要。与旋转编码器不同，它们较少依赖于轴系统组件（例如导轨系统、滚珠丝杠和耦合器）的完整性。

 

但是，一些与准确性相关的责任由机器用户承担，包括：

 

1. 机床校准：虽然机器制造商最初校准螺距误差和间隙补偿，但最终用户有责任定期重复这些校准，以在机器的整个使用寿命期间保持精度。

 

2. 环境：确保稳定的工作环境对于最大限度地减少可能影响机器性能的环境温度和湿度变化至关重要。

 

解决 CNC 机床重复性的热变化

 

确保最佳动态精度和保持机器完整性是维持组件生产一致性的基础。然而，实现可靠的可重复性，尤其是在机器预热阶段，同样重要。

 

移动部件（尤其是主轴和导轨系统）的热变化对保持可重复性构成了显着障碍。当这些部分变暖时，它们会膨胀，而当它们冷却时，它们会收缩。这种固有的热波动对在关键的、严格公差的表面上保持尺寸一致性提出了挑战。

 

为了解决这个问题，机器制造商采用各种策略来减轻机器部件的热变化。其中包括实施主轴和导轨系统的冷却机制以及集成设计技术，以最大限度地减少热变化对可重复性的影响。例如，在 CNC 车削中心中，将主轴箱垂直于床身定位可确保只有切削刀具刃口的高度受到热变化的影响，从而最大限度地减少加工直径的变化。

 

在投资新的数控机床时，询问制造商处理热变化的方法至关重要。此外，必须确保由于预热期间热膨胀而导致的加工表面偏差保持在可接受的公差范围内。如果不这样做，当机器在开始生产之前需要预热一段时间时，可能会导致生产力下降。

 

此外，重要的是要认识到，重大的可重复性挑战可能来自机器的特定应用而不是其设计。生产运行期间或作业周期之间的变化会严重影响可重复性，可能导致材料浪费并需要耗时的调整。

 

CNC 加工的变化示例

 

在生产运行期间，各种因素可能会导致变化，包括：

 

-刀具磨损：随着时间的推移，切削刃可能会退化，导致加工表面发生变化。外表面可能会膨胀，而内表面可能会收缩。

 

-更换钝工具：更换钝切削刀具时，新切削刃的精确对准对于保持精度至关重要。

 

从一个作业运行到下一个作业，变化的示例包括：

 

-工件夹具设置：工件夹持装置的放置和对准、夹紧位置和力以及程序归零会影响工件稳定性。

 

-切削刀具装配、测量和偏移输入：零部件和组件的变化会影响刚性，从而导致潜在的加工问题。

 

-机器状况：由于事故或疏于维护而导致的变化可能会导致尺寸问题，即使对于以前成功的作业也是如此。